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Kartagener besaß alle Voraussetzungen für eine erfolgreiche wissenschaftliche Tätigkeit. Er verfügte über gute Kenntnisse der Biochemie, war ein guter Mathematiker und ein ausgezeichneter Beobachter. Auch nach dem Ausscheiden aus der Meizinischen Poliklinik hat Kartagener nie aufgehört seine Erfahrungen niederzulegen. Sein wissenschaftliches Werk umfasst annähernd fünfzig Arbeiten. Sie beinhalten das ganze Gebiet der internen Medizin, doch sind gewisse Akzentsetzungen nicht zu verkennen. Sie betreffen das Gebiet der Lungentuberkulose, der Bronchiektasen und der Kardiologie. Die restlichen Publikationen sind vorwiegend kasuistische Mitteilungen über problemreiche Beobachtungen, wie sie in großen Polikliniken je und je auftauchen. Ich führe an: "Le pied en lorgnette" bei chronischer Polyarthritis, die "Bedeutung der Erbanlage für die Entstehung erworbener Herzleiden", die extrarenale Azotämie, eine tödliche Trypaflavinvergiftung, die Koronarsklerose, die Spätschäden am Herzen nach elektrischen Unfällen, nach Commotio und Contusio cordis. Seine biochemischen Kenntnisse verwertet Kartagener in einer Studie über die "Wasserstoffionenkonzentration und die Pufferung der Faeces" und zusammen mit H.Fischer in einer Untersuchung des Lipoid- und Calciumstoffwechsels in einem Fall von Hand-Schüller-Christian'scher Krankheit.
Die Arbeiten über Lungentuberkulose sind im Wesentlichen Rechenschaftsberichte über die in den dreißiger und vierziger Jahren von der Medizinischen Poliklinik stark geförderten Reihendurchleuchtungen, die schließlich in der Reihendurchleuchtung der ganzen Armee im Jahre 1943 ihren Abschluss fand.
Das besondere Interesse Kartageners galt aber dem Problem der Entstehung der Bronchiektasen (Ausweitung der Bronchien). Die Bronchiektasen waren vor der Entdeckung des Streptomycins neben der Tuberkulose die häufigste chronische Lungenkrankheit. Die Pathogenese der Bronchiektasen ist ein altes Streitobjekt. Grundsätzlich stehen sich zwei Theorien gegenüber: die Deutung der Bronchiektasen als bronchiale Fehlbildung und die Interpretation als Folgezustand einer erworbenen entzündlichen Bronchialwandschädigung. Der bedeutendste Vertreter der Kongenitalität der Bronchiektasen war Sauerbruch, prominenter Vertreter der bronchitischen Pathogenese der Hamburger Internist und Forscher Ludwig Brauer. Das Problem angeboren oder erworben lässt sich leider durch morphologische Untersuchungen nicht lösen, da die Spätbefunde bei beiden Entstehungsarten dieselben sind. Der Beweis der Kongenitalität der Bronchiektasen ist nur indirekt über Indizien zu führen. Diese Beweisführung kam dem analytischen Denken Kartageners besonders entgegen. Dem Bronchiektasenproblem hat Kartagener mehr als zehn Arbeiten gewidmet, und seine Befunde 1935 in seiner Habilitationsschrift "Über die Kongenitalität und Heredität der Bronchiektasen" zusammengefasst. Wohl die wichtigsten Hinweise der Kongenitalität der Bronchiektasen sind ihr Vorkommen in den asymmetrischen Bronchien und ihre Häufung beim Situs inversus in Kombination mit engen Stirnbeinhöhlen und Polypen der Nasenschleimhaut. In seiner Habilitationsschrift kann Kartagener sieben eigene Beobachtungen von Situs inversus mit Bronchiektasen aufführen, eine große Zahl, wenn man bedenkt, wie selten der Situs inversus ist. Heute hat die Zahl der Mitteilungen über Situs inversus mit Bronchiektasen hundert überschritten. Unter der Bezeichnung "Kartagenersches Syndrom" hat das von Kartagener beschriebene Krankheitsbild weltweite Bestätigung gefunden. Damit ist ein Herzenswunsch von Kartagener in Erfüllung gegangen.

Erwin Uehlinger, 1976